La lubrification hydrodynamique des paliers. Influence des additifs de viscosité

Hydrodynamic Bearing Lubrication. Influence of Viscosity Improvers

Institut Français du Pétrole

Résumé

La mise au point d'un palier expérimental de longueur finie est réalisée et son fonctionnement étudié avec des huiles minérales pures. Les résultats sont proches de ceux prévus par la théorie. Cependant, le nombre de Sommerfeld ne suffit pas à définir le comportement de ce palier. Si, à nombre de Sommerfeld égal, on fait varier la vitesse de rotation et que l'on étudie l'excentricité, on constate que cette dernière est d'autant plus faible que la vitesse de rotation est grande.L'apparition de forces normales aux plans de cisaillement, au sein de lubrifiants contenant certains additifs de viscosité, est mise en évidence à l'aide d'un rhéogoniomètre de Weissenberg. Le comportement de ces produits est étudié dans le palier lubrifié, à des vitesses de déformation plus importantes que celles obtenues avec le rhéogoniomètre. On cherche à mettre evidence la différence de comportement entre les lubrifiants newtoniens et ceux qui ne le sont pas.On constate avec certaines huiles contenant des additifs de viscosités que le couple à appliquer, pour des conditions de fonctionnement identiques, est plus faible et donc que l'énergie dissipée dans le palier est inférieure à celle correspondant à une huile minérale pure de même viscosité nominale (phénomène de rhéofluidification). Pour une même configuration d'additifs de type polyméthacrylate, on montre que la perte de viscosité par cisaillement s'accroît quand la masse moléculaire augmante. Les effets de cette dernière peuvent surpasser et masquer ceux dus à l'apparition des forces normales. Dans le même temps, on a constaté que pour une même énergie dissipée pour le fonctionement du palier, l'épaisseur du film d'huile peut être plus importante pour une huile contenant un polyméthacrylate de faible masse moléculaire, que pour une huile minérale pure. On observe donc dans ces conditions une amélioration de la portance.

Abstract

An expérimental finite-length bearing has been developed, and ifs opération has been investigated with pure minéral cils. The results are close ta those theoretically predicted. However, thé Sommerfeld number does notsuffice for defining thé behavior of this bearing. At on equal Sommerfeld number, if thé rotation speed is voried and thé eccentricity is examined, this latter is found ta be all thé smallerasthe rotation speed is faster. The appearance of forces perpendicular ta thé sheor planes inside lubricants containing some viscosity improvers is revealed by a Weissenberg rheogoniometer.